Wissenschaft

“Licht im Dunkeln” von Heino Falcke: Das Schwarze Loch – und dann Gott dahinter?

  • vonArno Widmann

    Schlussfolgern

Der Radioastronom Heino Falcke hat ein faszinierendes Buch über die Entstehung des ersten Fotos eines Schwarzen Lochs geschrieben.

Es war eine weltweite Sensation, als Wissenschaftler in Brüssel, Santiago de Chile, Shanghai, Taipeh, Tokio und Washington am 10. April 2019 um 15:07 Uhr mitteleuropäischer Zeit gleichzeitig die ersten Bilder aufnahmen. Schwarzes Loch gezeigt. Lieber Leser, Sie haben natürlich Recht: Es ging nicht um ein Bild eines Schwarzen Lochs – so etwas kann es nicht geben – sondern um die Umgebung eines Schwarzen Lochs. Auf dem Foto sehen Sie einen roten Lichtring vor dem Hintergrund des schwarzen Raums, in dem ein gelber Pfad zu sehen ist. Dieser Lichtring umschließt eine runde schwarze Oberfläche. Wissenschaftler nennen dies den “Schatten” des Schwarzen Lochs. Das Ganze ist das Foto von M87 *. Dies ist der Name dieses Schwarzen Lochs in der Galaxie Messier 87. Das Foto verwandelte eine jahrhundertealte Theorie in ein Objekt. Der Lichtring hat einen Durchmesser von 100 Milliarden Kilometern. Es sind 55 Millionen Lichtjahre – 500 Billionen Kilometer – von uns entfernt.

Heino FalckeDer 1966 in Köln geborene Professor in Nimwegen ist einer der Wissenschaftler, die diese Fotos ermöglicht haben. Zusammen mit dem “Spiegel” -Journalisten Jörg Römer schrieb er das Buch “Licht in den dunklen schwarzen Löchern, das Universum und wirDarin beschreibt er, wie diese Fotos möglich gemacht wurden. Er spricht über die wissenschaftlichen Bemühungen und er spricht über die logistischen, politischen und auch wirtschaftlichen Probleme, die überwunden werden mussten, um diese Fotos aufzunehmen.

Schwarze Löcher sind Weltraumfriedhöfe

Aber am Anfang steht diese Erkenntnis: „Supermassive Schwarze Löcher sind Weltraumfriedhöfe. Sie kommen von brennenden, ausgebrannten und sterbenden Sternen. Der Weltraum speist sie aber auch mit riesigen Gasnebeln, Planeten und Sternen. Aufgrund ihrer enormen Masse biegen sie den leeren Raum extrem und scheinen in der Lage zu sein, den Lauf der Zeit selbst zu stoppen. Schwarze Löcher lassen niemals los, was ihnen zu nahe kommt – selbst Lichtstrahlen können ihnen nicht entkommen. “”

Das auf dem Foto gezeigte Schwarze Loch soll 6,5 Milliarden Sonnenmassen komprimiert haben. Eine Sonnenmasse entspricht ungefähr 333.000 Erdmassen. Die Erde wiegt fast sechs Billionen Tonnen. Eine Billion ist eine 1 mit 21 Nullen. Eine Tonne wiegt 1000 Kilogramm. Ich gehe so viel darauf ein, dass ich verstehen kann, was “supermassiv” bedeutet. Die Wahrheit ist natürlich, dass ich nichts realisiere. Es ist einfach zu viel. Aber lassen Sie sich nicht von den Zahlen abschrecken. Die Schreibweise hilft: 1021. Das ist eine Billion.

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Ein Foto aus der Perspektive von acht Teleskopsystemen

Acht Radioteleskopstationen – allein in Chile hat “ALMA” 66 Präzisionsantennen – mussten zusammenarbeiten, um die M87 * zu fotografieren. Das gesamte globale Netzwerk von Millimeterwellen-Radioteleskopen, deren Wechselwirkung das erste Bild eines Schwarzen Lochs ermöglichte, wird als “Event Horizon Telescope” bezeichnet. 200 Wissenschaftler aus 60 Instituten in 20 Ländern waren an der Arbeit beteiligt. Im April 2017 wurde die Galaxie Messier 87 aus Sicht der acht Teleskopsysteme zehn Tage lang permanent beobachtet. Alles koordiniert mit Atomuhren. Dann kam die Arbeit, um ein Bild von einer riesigen Datenmenge zu machen. Viel? So spricht Heino Falcke natürlich nicht. Er sagt: “32 Gigabit pro Sekunde – das sind 32 Milliarden Nullen und Einsen pro Sekunde.” Das sind hauptsächlich Luft- und Empfängergeräusche. Und dann ein sehr kleines Geräusch vom Rand des Schwarzen Lochs. Sehr wenig? Die Gesamtenergie des Schalls des Schwarzen Lochs, die von unseren Teleskopen gesehen wird, “entspricht der Energie eines Haarfragments, das einen Millimeter lang ist und aus einer Höhe von einem Millimeter im Vakuum auf eine Glasplatte fällt”.

In dem Prozess, in dem Bilder von diesen Daten gemacht werden, gibt es jetzt neben der Zusammenarbeit auch Wettbewerb. Verschiedene Gruppen müssen jeweils Bilder für sich entwickeln. Nur so kann festgestellt werden, ob wirklich unabhängig voneinander vergleichbare Ergebnisse erzielt wurden. „Unsere Daten stammen nicht aus dem sichtbaren Wellenbereich. Welche Farbe hat so ein Licht? Wir haben die Helligkeit berechnet, aber keine Farben. Grundsätzlich hätten wir eine Konturkarte oder ein Graustufenbild verwenden können. Das hätte die Daten auch auf sinnvolle Weise gezeigt, aber es wäre langweilig, sie anzusehen. “ Am Ende stehen „Bilder von vier verschiedenen Tagen mit jeweils drei verschiedenen Algorithmen, also zwölf Bilder. Sie sehen alle sehr ähnlich aus, sind aber nicht genau gleich. Letztendlich entschied sich die Gruppe, die drei verschiedenen Methoden für den besten Messtag im April 2017 einfach in einem Bild zu mitteln. Die Fotos der anderen Tage und die einzelnen Fotos werden ebenfalls gezeigt, jedoch nicht so prominent. “”

Das Buch:

Heino Falcke, Jörg Römer: Licht in den dunkelschwarzen Löchern, das Universum und wir. Klett-Cotta 2020.377 S., 24 Euro.

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Heino Falcke gibt eine Vorstellung davon, wie weit unsere Beobachtungen heute von der Welt entfernt sind, in der ein Galileo – wenn Sie der Brechtschen Idee folgen – schüchternen Gegnern seiner Theorie sagen könnte: „Ich dachte, Sie schauen nur durch das Teleskop. und überzeugen Sie sich? Die Florentiner Gelehrten sprechen lieber mit Brecht als durch das Teleskop zu schauen. Als Galileo erneut bittet, nur durch das Teleskop zu schauen, um zu sehen, wie die Dinge wirklich sind, antwortet der Mathematiker: “Sie könnten versucht sein, auf Ihre Röhre zu antworten und etwas zu zeigen, das nicht sein kann.” das ist nicht. Es sollte ein sehr zuverlässiges Rohr sein, oder? Moderne Bildgebungstechniken zeigen uns, wie viel gesunden Menschenverstand der Einwand des Mathematikers gehabt hätte, wenn er sich nur darum gekümmert hätte, die Instrumente unserer Wahrnehmung als aktive Faktoren zu verstehen.

Heino Falcke erklärt, was wir nicht sehen

Auf dem Foto, das letzten April um die Welt ging, gibt es so viel menschliche Arbeit, so viel künstliche Intelligenz, es hat eine so lange Geschichte mit so vielen verschiedenen Wissenschaften – es ist uns unmöglich zu entscheiden, was wir darüber denken sollen. Es ist sehr klar, dass es auch “Showbusiness” gibt: Sie hätten “ein Graustufenfoto verwenden können”. Das hätte die Daten auf sinnvolle Weise gezeigt, aber es wäre langweilig gewesen, sie anzusehen. “

Das schreibt Heino Falcke. Es ist gut, dass er das schreibt. Es sagt uns, dass das, was wir sehen, nicht nur das ist, was wir zu sehen glauben. Darüber hinaus versteht jeder, der “Light in the Dark” liest, sorgfältig, dass unser Gehirn auch Bildgebungsverfahren verwendet. Unser Kopf ist kein Kino, in dem Filme gezeigt werden. Im Inneren befindet sich ein Computer, der Signale in Bilder, Töne und Gerüche umwandelt. Was wir als unsere sensorischen Eindrücke betrachten, sind bereits Übersetzungen, die unser Gehirn für uns macht.

Stephen Hawking wurde bestätigt

1988 Stephen Hawking in seinem Buch “Eine kurze Geschichte der Zeit„Das Konzept der Spaghetti. Da die Anziehungskraft eines Schwarzen Lochs mit abnehmender Entfernung zunimmt, wirken auf die dem Schwarzen Loch zugewandte Seite des Objekts stärkere Kräfte als auf die andere Seite. Dadurch wird das Objekt gedehnt und auseinandergerissen. So stellte sich Hawking das vor. Am 12. Oktober 2020 hielt ein Team von Astronomen, die Teleskope des European Southern Observatory (Eso) verwendeten, die letzten Momente eines Sterns fest, der von einem supermassiven Schwarzen Loch auseinandergerissen wurde. Genau so, wie Hawking es entwickelt hat. Wieder gingen Bilder um die Welt.

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Wir Laien sehen nur, dass Aussagen bestätigt werden. Wir bemerken nicht, wie viele Ansichten und Modelle fehlschlagen. Das Buch von Heino Falcke zeigt uns auch, wie viel Kraft, Neugier und Enthusiasmus es braucht, um an einem großen Forschungsprojekt durch alle Fehler festzuhalten. Das zweite Kapitel des Buches endet mit den folgenden Sätzen: “Stolz habe ich in einer Pressemitteilung angekündigt: ‘Bald werden wir das Schwarze Loch sehen können!’ – In Wirklichkeit sollte es weitere 20 Jahre dauern. “

Du kannst nicht an Gott vorbei kommen

Sie müssen sehr überzeugt sein von dem, was Sie tun. Man muss daran glauben. Das bringt uns zu etwas, das mich umso mehr beunruhigte, je länger ich in dem Buch las: dem Glauben von Heino Falcke. Im letzten Kapitel, Allmacht und Grenzen, schreibt er: “Atheismus ist ein legitimer Glaube, der nicht wissenschaftlich gerechtfertigt werden kann. Gott durch Wissenschaft zu widerlegen, erscheint mir ebenso albern wie der Versuch, Gott durch Wissenschaft zu beweisen. Nicht nur Schwarze Löcher zeigen uns, dass Grenzen Teil unserer Welt sind. Wer es wagt, über die Grenzen der Physik hinaus zu hinterfragen, kann sich Gott nicht entziehen … Ich denke, dass eine völlig gottlose Physik nicht möglich ist, wenn man wirklich die Grenzen von verschieben will menschliches Wissen verlangt … Gott wird heute mehr denn je gebraucht. “

Jetzt verstehst du, was diesen Mann antreibt. Als Kind, schreibt er, lag er im Bett und stellte sich vor, was sich hinter dem Himmel, dahinter und dahinter befand. Gab es Unendlichkeit oder Gott? Oder war das einer? Heute ist er 54 Jahre alt, er stellt diese Fragen weiter, er ist so nah wie wenige am Schwarzen Loch und in der evangelischen Kirche von Frechen und hält dort Gottesdienste als Pfarrer ab. Das hätte ich ihn auch gerne gefragt.

Was ist mit Bob Dylans Lied von 1973, als der kleine Heino Falcke im Bett lag und sich über den Himmel hinter dem Himmel wunderte? “Es wird dunkel, zu dunkel um es zu sehen / ich fühle mich an die Tür des Himmels klopfen.”

Lili Falk

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